CMOS运算放大器版图设计毕业论文.doc

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1、CMOS运算放大器版图设计毕业论文目录前言5第1章绪论61.1课题背景61.1.1研究背景61.1.2研究内容71.2电路设计流程81.3主要工作以及任务分配101.3.1主要工作101.3.2任务分配10第2章版图基础知识112.1版图的设计简介112.1.1版图的概念112.1.2版图中层的意义112.2CMOS工艺技术142.2.1概述142.2.2CMOS工艺的一些主要步骤152.2.3CMOS制造工艺的基本流程162.3设计规则182.4MOS集成运放的版图设计22第3章CMOS运算放大器简介233.1概述233.2两级CM

2、OS运算放大器的优点243.3两级运算放大器原理简单分析24第4章CMOS运算放大器的仿真274.1概述274.2MOS运算放大器技术指标总表274.3仿真数据294.3.1DC分析294.3.2测量输入共模范围304.3.3测量输出电压范围314.3.4测量增益与相位裕度334.3.5电源电压抑制比测试344.3.6运放转换速率和建立时间分析364.3.7CMRR的频率响应测量38第5章算放大器版图设计405.1Cadence使用说明405.2版图设计425.3CMOS运放版图43第6章总结44参考文献44致谢词45外文资料原文45

3、外文资料译文46第1章绪论1.1课题背景1.1.1研究背景运算放大器（简称运放）是具有很高放大倍数的电路单元。在实际地电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数字运算，故得名“运算放大器”。运算放大器（简称运放）是许多混合信号系统和模拟系统中的一个组成部分。不同层次的复杂的运算放大器是用来实现多种功能的：高速放大或过滤的直流偏置。每一代CMOS技术，由于供应减少电压和晶体管沟道长度的运算放大器的设计，继续为运放的设计提出一个复杂的问题。我们粗略地把运放定义为“高增益的差动放大器”。所谓“高”，

4、指的是对应用，其增益已足够了，通常增益范围在10~。由于运放一般用来实现一个反馈系统，其开环增益的大笑根据闭环增益电路的精度要求来选取。20年前，大多数的运放是各种应用的一个通用模块。这些努力试图创造一个“理想”的运算放大器，例如，高电压增益，高输入阻抗和低输出阻抗。然而，却要牺牲成本费用的其他性能如输出幅度，速度和功耗。与次相反，今天的运放设计，放大器的设计从开始就认识到妥协之间的各种参数，这样一个妥协，最终将需要更多地考虑整体的设计，因此，我们需要知道满足每个人从适当的值的参数。例如，如果高速度的要求，增益误差要求不高的选择电路结

5、构应有利于前者，后者可以牺牲。运算放大器的版图设计，是模拟集成电路版图设计的典型，利用Cadence对设计初稿加以模拟，然后对不符合设计目标的参数加以修改并进行模拟，重复这一过程，最终得到优化设计方案，其关键在于寻找目标与决定因素之间的关系。1.1.2研究内容模拟集成电路设计过程可以分为俩大部分设计的前端和后端。前段设计包括设计电路、输入原理图和仿真电路；后端设计（也可以叫物理设计）包括版绘制版图及其验证。前段设计包括设计电路结构和输入原理图。根据要求参数设计所需电路后，把原理图输入到设计环境中并对其进行电路仿真，也就是对元件尺寸的设

6、计、电路的结构、布局前电路及负载估计进行模拟。在此过程中要求芯片的生产厂家提供出可以模拟库文件以便用于仿真。分析电路主要还包括瞬态分析、直流分析、交流分析、温度分析、模拟参数分析、噪声分析等。如果仿真结果完全符合了设计的要求以后就可以将电路提供给后端从而进行版图方面的设计。后端中在绘制完成版图后最初要通过版图的一些验证，版图的验证包括版图与电路原理图的对比验证（LVS;LayoutVersusSchematic）、电气规则的检查（ERC;ElectricalRuleCheck）、设计规则的验证（DRC;DesignRuleCheck）

7、。DRC验证是对电路的一些布局进行几何空间的验证从而保证厂家在工艺技术方面可以实现线路的连接；ERC验证用来检查电气连接中的一些错误，像电源和地是否短路、器件是否悬空等等所制定的一些电特性。在设计的规则检查中包括了ERC检查的规则，一般来说只需要LVS和后仿真能够通过，ERC都不会有问题，所以ERC验证不经常出现，而厂家也就不会提供出ERC的规则文件。LVS验证是把电路图与版图作一个拓扑关系的对比，从而检查出在布局前后元件值、衬底的类型是否相符，电路连接的方式是否保持一致。版图中的一些寄生元件将对集成电路的某些性能产生严重的影响。因此

8、必须要对从版图中提取出来的网表（其中包含着寄生元件）进行仿真，此过程称为后仿真。最后的模拟验证是将包含有寄生效应的整个电路加进输入信号。通过了电气规则的检查，设计规则的检查，电路抽取的验证和后仿真，就可以提交各芯片厂家试